江苏大学机械原理及设计第十二章 滑动轴承

1、2020年7月2日,机 械 原理及设计（）,第十二章 滑动轴承,第十二章 滑动轴承,12-1 概 述,12-2 滑动轴承的典型结构,12-3 滑动轴承的失效形式,12-4 轴瓦的材料和结构,12-5 不完全液体润滑滑动轴承设计计算,12-6 液体动力润滑基本理论,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,12-8 其它型式滑动轴承简介,一工作特点,1工作平稳、噪音小，承受冲击与振动载荷,2径向尺寸小（可用在径向尺寸受限制的场合）,3轴承特大特重型且需单件生产时,6可制成剖分式,12-1 概 述,4工作转速特高的轴承,5特殊工作条件下,三主要设计内容,二类型,1按受载方向分,轴承的型式与结构、

2、轴瓦的结构与材料、轴承的结构参数、润滑剂选择与供应、轴承的工作能力及热平衡计算。,一径向轴承,1整体式,缺点：磨损后间隙不能调整 安装时需作轴向移动，装拆不方便,2剖分式,3自动调心式,12-2 滑动轴承的典型结构,整体式滑动轴承结构,斜剖分式滑动轴承,剖分式滑动轴承结构,径向滑动轴承的结构,调心滑动轴承,可调间隙的滑动轴承,二止推轴承,a)实心式 b)空心式 c)单环式 d)多环式,一磨粒磨损,二刮伤,三胶合,四疲劳剥落,五腐蚀,12-3 滑动轴承的失效形式,一对轴瓦材料的要求,1良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 2良好的顺应性、嵌入性和磨合性 3足够的强度和抗腐蚀性,二常用的轴瓦材料,1金属

3、材料,轴承合金(巴氏合金或白合金)：嵌入性与顺应性最好，磨合性良好，但强度低只作为轴承衬使用。用于重载、中高速场合、价格较贵,12-4 轴瓦的材料和结构,轴承合金：锡基轴承合金、铝基轴承合金,铝基合金（略）,铜合金有较高的强度、较好的减摩性和耐磨性，青铜比黄铜好。其中锡青铜减摩性和耐磨性最好，但锡青铜嵌入性、顺应性、磨合性比轴承合金差，用于重载及中速场合，价格较贵；铅青铜抗粘附能力强，用于重载及高速场合；铝青铜的强度与硬度较高，抗粘附能力差，用于重载及低速场合。应用广泛,灰铸铁、耐磨铸铁（略）,2粉末冶金材料（多孔金属材料）烧结而成,3非金属材料（塑料、橡胶、碳-石墨、木材等）,三轴瓦结构,整

4、体式轴瓦：整体、单层、双层、多层卷制轴瓦 （可在内表面镶嵌金属或非金属的轴承衬）,对开式轴瓦：厚壁与薄壁 厚壁用铸造方法制造，将轴承合金用离心铸造法浇铸在其表面，轴瓦内表面制出各种形式的榫头、沟槽。 薄壁用双金属板轧制方法制造，用于汽车发动机，轴瓦刚性小，受力后形状取决于轴承座的形状，轴瓦与轴承座需精密加工。,轴瓦结构：由13层材料制成(轴瓦内表面结构 ),轴瓦的固定,整体式轴瓦,四油孔和油槽,油孔和油槽应开在非承载区,对于液体动压径向轴承油槽有周向和轴向两种,整体轴套：油槽开在油膜厚度最大位置.,对开式：油槽开在剖分面处.,油沟与油槽的位置； 不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低轴承的承载

5、能力,油沟与油槽的形状与位置,A失效形式: 边界油膜破裂，引起过度磨损（胶合）,B设计准则: 耐磨性条件（边界油膜不破裂）,12-5 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算,由于这类轴承的承载能力不仅与边界膜的强度及破裂温度有关，而且与轴承的材料、轴颈及轴承表面粗糙度、润滑油的供给量等因素有密切的关系，因此在工程上常以维持边界膜不遭破坏为最低设计要求，采用简化的条件性计算方法，该方法只适用与一般对工作可靠性要求不高的低速、重载或间隙工作的滑动轴承。,一径向轴承,验算p是为了防止工作压力过大，引起剧烈磨损 验算pv是为了控制温升、防止胶合。 验算v是为了防止滑动速度过高而加速磨损，而且也可防止局部pv

6、值过高，引起局部胶合。,选取滑动轴承的配合 ：H9/d9、H8/f7、H7/f6,二止推滑动轴承,一液体动力润滑的基本方程,12-6 液体动力润滑基本理论,取微元体,分析, 油层速度分布, 单位宽流量,设在p=pmax处的油膜厚度为h0，即该截面处的流量为Q=Vh0/2,一维雷诺方程,二形成液体动压润滑的必要条件,1两相对运动表面必须形成收敛油楔,2两表面有一定的相对运动速度， 大口进，小口出,3油有一定粘度，且供油充分,一建立液体动力润滑的过程（分三个阶段）,12-7 液体动力润滑径向滑动轴承设计计算,a)静止 b)启动 c)稳定运转,注意转向与轴颈在轴承中的位置关系,几何参数与油压分布曲线

7、,二几何参数, 影响承载能力的七个因素,外载F、宽度B、轴径 d、间隙()、偏心 e 速度V、粘度。, 四个无量纲量,三承载量系数Cp,用极坐标来积分,Py为P在外载荷方向上的分量（力的分解）,Py为轴承在单位宽度上的油膜承载力（从1到2进行积分）（Py为考虑端泄的影响对Py进行修正）,P为对应任意角任意位置的压力（从1到进行积分）,F为油膜的总的承载能力（从-B/2到+B/2进行积分）,Cp求取 计算机数值分析（数值积分） 实验（表128）,B轴承宽度 m F外载 N V圆周速度 m/s 动力粘度 Ns/m2,四膜厚条件,式中：S 安全系数 通常 S2 Rz1、Rz2 轴颈、轴瓦的粗糙度十点高度,总结,分析,五热平衡计算,设计时，先假设一个平均温度tm（75）,若ti3540，易于建立热平衡 若ti3540，不易于建立热平衡,f,六参数选择,1宽径比 B/d,B/d 小结构紧凑 B/d 过小端泄严重 承载能力低 B/d 大承载能力大 端泄少 易发热 一般 B/d =0.31.5 推荐 B/d =1,问题：如何理解 若ti3540，易于建立热平衡 若ti3540，不易于建立热平衡,2相对间隙（根据载荷与速度来选取）,速度高，选